Book/Report

FZJ-2019-01815

http://join2-wiki.gsi.de/foswiki/pub/Main/Artwork/join2_logo100x88.png L-Lysinexport bei Corynebacterium glutamicum: physiologische und molekularbiologische Charakterisierung des Carrier-vermittelten Exportes eines Primärmetaboliten

Vrljic, M.-M. (Corresponding author)FZJ*

1997
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag Jülich

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/21823

Report No.: Juel-3349

Abstract: Für das Aminosäuren produzierende Bakterium $\textit{Corynebacterium glutamicum}$ konnte kürzlich biochemisch gezeigt werden, daß die Lysinexkretion Carrier-vermittelt ist. Ziel dieser Arbeit war es, das Gen für den Lysin-Exkretionscarrier aus $\textit{C. glutamicum}$ zu isolieren und den Lysinexport physiologisch zu analysieren. 1. Es wurde ein biologisches System etabliert, das die Lysinexkretion in $\textit{C. glutamicum}$ in Abhängigkeit von Methionin induziert. Damit konnte die im Lysinexport defekte Mutante $\textit{C. glutamicum}$ NA8 isoliert werden. $\textit{C. glutamicum}$ NA8 wurde mit einer direkt in dieser Mutante erstellten Genbank komplementiert. 2. Das komplementierende Gen $\textit{lysE}$ (L-lysine export) kodiert für ein Polypeptid (236 AS) mit sechs potentiellen transmembranen $\alpha$-Helices und einem Molekulargewicht von 25425. Dieses Polypeptid besitzt keine Sequenzähnlichkeit zu Proteinen bekannter Funktion. Das LysE-Genprodukt konnte durch Western-Blot-Analyse nachgewiesen werden. Die Inaktivierung zeigte, daß $\textit{lysE}$ essentiell für die Lysinexkretion von $\textit{C. glutamicum}$ ist. Die Überexpression von $\textit{lysE}$ führt mit 3,76 nmol min$^{-1}$ (mg Zell-Trockengewicht)$^{-1}$ zu einer zehnfach erhöhten Lysin-Exkretionsrate. 3. Das Gen $\textit{lysG (governing L-lysine export}$) liegt benachbart zu $\textit{lysE}$ auf dem Genom von $\textit{C. glutamicum}$, wird aber divergent transkribiert. Das abgeleitete Polypeptid (290 AS) besitzt am Aminoterminus ein Helix-Turn-Helix Motiv. Auf Sequenzebene zeigt LysG bis zu 35% Identität zu prokaryotischen, LysR-ähnlichen, autoregulativen Transkriptionsregulatoren. LysG wirkt in $\textit{trans}$ und führt zu einer Herabsetzung der Lysinexkretion durch $\textit{C. glutamicum}$. 4. Für die Lysinexport-defekte Mutante $\textit{C. glutamicum}$ NA8 konnte die Transition G$^{1594} \rightarrow$ A$^{1594}$ nachgewiesen werden, wodurch im $\textit{lysE}$-Gen ein Stopp-Codon entsteht. Das abgeleitete LysE-Polypeptid ist in $\textit{C. glutamicum}$ NA8 um 43 Aminosäuren verkürzt. Allele von $\textit{lysE}$ und $\textit{lysG}$ aus drei Produktionsstämmen sind unverändert zu den Wildtypallelen. 5. Eine $\textit{lysEG}$-Deletionsmutante zeigt auf Minimalmedium mit Glukose nach dem Zusatz Lysin-haltiger Dipeptide kein Wachstum mehr. Zellintern werden dann bis zu 1100 mM Lysin akkumuliert. Somit besteht die physiologische Funktion des Lysinexportcarriers von $\textit{C. glutamicum}$ darin, extrem hohe zellinterne Lysinkonzentrationen zu vermeiden.

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Contributing Institute(s):

1. Publikationen vor 2000 (PRE-2000)

Research Program(s):

1. 899 - ohne Topic (POF3-899) (POF3-899)

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Database coverage:

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